JP2001508591A - Fuel cell assembly - Google Patents

Fuel cell assembly

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Abstract

(57)【要約】 燃料電池組立体(2)は、ガス透過性の多孔質ハウジング(16)を有する容器(4)を備えている。電池(42)及び相互接続板(44)を含む燃料電池積重ね体(14)は多孔質ハウジング内に保持されている。相互接続板の各々は、隣接する電池の陰極(58)に隣接する酸化剤側(64)と、その陽極(62)に隣接する燃料側(60)とを有している。燃料(68)は、燃料側の中央領域(82)と外周(80)との中間の位置(78)にて燃料側に供給される。反応生成物(90)は燃料側の中心から吸引される。排ガス(100)は酸化剤側の中央(98)から吸引される。空気は多孔質ハウジングを通って燃料電池積重ね体に流れるときに予熱される。この予熱された空気は、積重ね体の外周から半径方向外方に流れる残留燃料(110)を燃焼させ、その空気を積重ね体の作動温度まで更に加熱し、空気の外部からの予熱を全く不要にする。相互接続板における波形部分(66、67)は流れ偏向器として機能し、隣接する電池に対する電気的接触面を形成する。燃料電池積重ね体は、水平方向に方向決めされ且つ略自由な方法にて熱的に膨張し且つ収縮することが許容されて、燃料電池積重ね体が作動温度に近くなる迄、電池への損傷を最小にする。 (57) Abstract: A fuel cell assembly (2) includes a container (4) having a gas-permeable porous housing (16). The fuel cell stack (14), including cells (42) and interconnect plates (44), is held in a porous housing. Each of the interconnect plates has an oxidant side (64) adjacent to a cathode (58) of an adjacent cell and a fuel side (60) adjacent to its anode (62). The fuel (68) is supplied to the fuel at a position (78) intermediate the fuel-side central region (82) and the outer periphery (80). The reaction product (90) is sucked from the center on the fuel side. The exhaust gas (100) is sucked from the center (98) on the oxidant side. Air is preheated as it flows through the porous housing to the fuel cell stack. The preheated air combusts residual fuel (110) flowing radially outward from the periphery of the stack and further heats the air to the operating temperature of the stack, eliminating the need for external preheating of the air. I do. The corrugations (66, 67) in the interconnect plate function as flow deflectors and form an electrical contact surface for adjacent cells. The fuel cell stack is horizontally oriented and allowed to thermally expand and contract in a substantially free manner, causing damage to the cell until the fuel cell stack is near operating temperature. Minimize.

Description

【発明の詳細な説明】 燃料電池組立体 発明の背景 燃料電池は、典型的に水素である燃料の化学エネルギを連続的な工程にて、直 接、電気エネルギに変換する電池である。燃料電池は、種々の燃料及び酸化剤を 使用することができるが、これらの燃料電池は、略専ら水素と酸素とを組み合わ せて水蒸気を形成する。燃料電池は、燃料と接触した陽極と、酸素に接触した陰 極と、陽極及び陰極の間に保持された電解液とを有している。電池の各々は、1 ボルト以下の電圧を発生させ、このため、一連の燃料電池又は燃料電池の積層体 を使用して、燃料を有用なエネルギに変換する。燃料及び酸素を分離した状態に 保ち、また、1つの電池の陽極を隣接する電池の陰極に電気的に接続するために 各電池の間に、相互接続板が使用される。 水素の1つの供給源は、天然ガスである。天然ガスから水素を得る1つの一般 的な方法は、天然ガスと蒸気とを760℃のような高温にて組み合わせて、水素を 得るリホーマ装置を使用することである。かかる燃料電池は、別個の外部のリホ ーマ装置を使用して作動し、水素を発生させる。他の燃料電池は、燃料電池を十 分な高温度にて作動させることにより、及びその他の適当な設計上の考慮を行う ことにより、リホーマ装置の機能を燃料電池自体に組み合わせる。 1つの型式の燃料電池は、1994年、3月22−23日、ジョージア州、アトランタ で開催された、燃料電池技術の研究開発に関するEPRI/GRI燃料電池技術 研究会(Fuel Cell Workshop)にて、エム・パトリック(M.Petrik)及びその 他の者による、「科学間の半径方向流れ(IRF)SOFCの積重ね体の開発状 況(Stack Development Status of the Interscience Radial Flow(IRF)SOFC) 」において固体酸化物の燃料電池に対して半径方向への流れ形態を使用する1つ の設計において、燃料及び空気は、該電池の中央領域にて一対の穴を通じて各電 池に供給される。次に、燃料及び空気は、電池の縁部まで半径方向外方に流れる 。この流れの形態は、供給箇所にて燃料と空気を分離するためシールを必要とし 、また、濃厚な燃料及び濃厚な空気の双方が存在する、電池の中央にて温度が急 上昇する虞れを生じる。1996年5月6−10日、ノルウェー、オスロで開催された 、 第二回欧州燃料電池フォーラムの会議録Vol.1、393−402頁に、エム・プリカ (M.Prica)及びその他の者による「SOFCにおける改良された熱機械的性能 用の所要形状PEN板(Contoured PEN Plates for Improved Thermomechanical Performance in SOFCs)」に開示された別の形態において、燃料及び電気は、一 対の針を通じて各電池の中心部に供給される。次に、これらのガスは、電池の縁 部まで半径方向に流れる。この流れ形態は、ガスシールを不要にするが、依然と して、温度の急上昇に関して問題がある。欧州特許第0,635,896号に開示された 、別の形態において、燃料は、供給針によって電池の中心部に供給される一方、 空気は、分配ノズルによって陰極の全面積に供給される。使用済みの燃料及び使 用済みの空気は、電池の縁部に集められる。この形態は、ガスシールを不要にし 、また、温度の急上昇の問題もない。しかしながら、この形態は、複雑なガスノ ズルの分配装置を必要とする。 発明の概要 本発明は、ガスシール、大きい軸方向締め付け力、別個のエアヒータ、外部の リホーマ装置、前置リホーマ装置、リホーミングするための外部の蒸気供給源を 何ら必要としない、典型的に、固体酸化物の燃料電池組立体である、燃料電池組 立体に関する。この組立体は、ガス漏洩が全くない。電池の亀裂又はその他の電 池の損傷が最小とされ、装置全体の簡易さが著しく向上する。本発明は、比較的 低コストで且つ信頼性の高い燃料電池組立体を提供するものである。 この燃料電池組立体は、内部を画成する容器を備えている。ガス透過性の多孔 質ハウジングが容器内に配置されることが好ましい。燃料電池積重ね体は、多孔 質ハウジングの内部に収容されている。空気、又はその他の酸素を含むガスが容 器と多孔質ハウジングとの間の領域内に空気を供給することによって燃料電池積 重ね体に供給される。空気は、多孔質ハウジングの壁を貫通して流れ、燃料電池 積重ね体に達することが好ましい。 燃料電池積重ね体は、交互に設けられた複数の電池と相互接続板とを備えてい る。電池の各々は、陽極面と、陰極面とを有している。相互接続板組立体の各々 は、電池の陰極面に隣接する酸化剤側と、別の電池の陽極面に隣接する燃料側と を有している。燃料は、燃料側の中央領域と燃料側の外周との間の中間に配置さ れた複数の燃料出口にて燃料側に供給されることが好ましい。 反応生成物の集め導体管が反応生成物を燃料側から吸引し得るように、燃料側 の中央領域に反応生成物の入口を有している。燃料ガス集め導体管は、燃料ガス が酸化剤側から流れ出るようにするため、酸化剤側の中央領域に燃料入口を有し ている。 多孔質ハウジングは、燃料電池積重ね体によって発生された熱で加熱される。 このことは、空気が、多孔質ハウジングの内部と積重ね体の外部又は、外周との 間に画成された、残留反応生成物の燃焼領域に入るとき、多孔質ハウジングを通 って流れる空気を例えば、500℃乃至800℃まで予熱することを可能にする。相互 接続板組立体の周縁から半径方向外方に進む残留生成物は、多孔質ハウジングを 通って流れる加熱した空気と共に燃焼する。このことは、相互接続板の酸化剤側 まで流れる空気を典型的に、約700℃乃至1000℃の望ましい温度まで加熱し、組 立体に入る空気を予熱することを何ら不要にする。この望ましい温度は、積重ね 体にとって望まれ又は必要とされる作動温度によって決まる。また、空気は多孔 質ハウジングを通過するから、多孔質ハウジングは、外面にて比較的低温度状態 を保ち、安全性及び効率さの双方にとって都合がよい。 相互接続板の燃料側及び酸化剤側の双方に沿ったガスの流れは、流れ偏向器に よって導かれることが好ましい。これらの流れ偏向器は、相互接続板を波形にす ることにより形成されることが好ましい。これら波形部分は、流れ偏向器として 機能するのみならず、隣接する電池の陰極面及び陽極面との電気的接触面を形成 する。この酸化剤側は、半径方向に方向決めした流れ偏向器を有する一方、燃料 側は、半径方向決めした流れ偏向器及び回転方向に方向決めした偏向器の双方を 有することが好ましい。 燃料積重ね体は、水平方向に方向決めされる、すなわち、ウェハ状相互接続板 及び電池が垂直方向に方向決めされた状態で方向決めされることが好ましい。該 燃料電池積重ね体は、燃料電池積重ね体が、作動温度の50℃以下となる迄、実質 的に自由な方法にて熱により膨張し且つ収縮することが許容されることが好まし い。温度変化の大部分の間、この自由な動作は、電池及び相互接続板の亀裂又は その他の損傷を最小にするのに役立つ。波形部分の外面部分は、燃料側にて銀及 び酸化剤側にて金のような柔軟な金属でめっきし、隣接する電池との良好な電気 的接触を可能にし且つ電池に対する亀裂又はその他の損傷を防止するのに役立ち 得るようにすることが好ましい。 本発明は、燃料及び酸素の流れに関して従来の燃料電池装置と相違しており、 その主たる理由は、相互接続板の燃料側に分割した燃料流れを採用し、また、相 互接続板の酸化剤側に酸化剤ガス(典型的に、空気)の半径方向内方への流れを 使用するからである。何れの時点にても濃厚な燃料及び濃厚な酸化剤が同時に存 在することは無いため、本発明は、複雑なガス分配ノズルを必要とせずに、従来 の燃料電池組立体に伴う温度の急上昇の問題を解消する。このガス分配方法は、 同様にその他の有利な点ももたらす。使用済み燃料の一部分(燃料反応生成物) を燃料側の中央領域にて集め導体管により集めることができる。この使用済み燃 料流れ中の反応水生成物は、リホーミング流れの供給源として使用され、このた め、外部の蒸気発生及びボイラ給水の処理が全く不要である。また、分割された 燃料の流れは燃料を相互接続板の燃料側の全体、従って、電池の陽極面に迅速に 分配する。このことは、電池が発生する極めて吸熱的なリホーミング反応により 局部的に過剰に冷却されるのを防止するのに役立つ。その結果、この積重ね体は 、外部のリホーマ装置を必要とせずに、リホーミングを内部に容易に内蔵するこ とができる。 本発明の場合、積重ね体からの廃熱を燃料電池積重ね体から多孔質ハウジング に伝達することができる。多孔質ハウジング内のこの熱は、多孔質ハウジングを 貫通して流れる空気に伝達され、極めて効果的な空気の予熱を行う。空気が多孔 質ハウジングを通じて半径方向に流れるため、積重ね体の長さに沿った積重ね体 の冷却は均一となる。また、内方に向けた空気を提供することは、熱を積重ね体 に隣接する位置に保持し、このため、実質的に熱損失ゼロの状態にて比較的低温 の容器又は囲い物を使用することができる。 多くの従来の燃料電池装置の残留反応生成物(使用済み燃料)は、電池の縁部 における使用済みの酸化剤を燃焼させることにより処理されている。本発明の場 合、相互接続板の外周の周りから外に出る残留反応生成物の一部は、多孔質ハウ ジングを通過する加熱された空気と接触したときに電池の縁部にて燃焼される。 このことは、空気を電池の作動温度に最終的に予熱することになる。燃焼による この直接的な加熱は、高価な高温熱交換器を不要にする。 多くの燃料電池積重ね体の設計において、電池は共に締め付けて、気密のガス シールを提供し且つ電気的接点抵抗を最小にする必要がある。この締付けは、積 重ね体を加熱し且つ冷却する間、自由な膨張及び収縮を阻止し、熱応力を生じさ せる可能性がある。このため、締め付けにより付与された機械的な力は、電池に 亀裂を生じさせ又はその他、電池を不良にする可能性がある。シールレスの積重 ね体の設計とすることにより、ガスシールを提供すべく締め付けることが不要と なる。金及び銀の使用により、作動温度(典型的に、700乃至1000℃)にて柔軟 で且つ適合性のある電気的接触表面が提供される。また、銀を使用することは、 相互接続板の酸化剤側における酸化も阻止する。相互接続板の燃料側に金を使用 することもできるが、銀はより低廉であり、燃料側にて酸化の問題は存在しない ため、金の使用を検討する必要はない。 本発明は、燃料電池積重ね体に伴う費用の一部を節減する。従来の燃料電池積 重ね体は、セラミック製電池の熱膨張率に適合し得るようにセラミック製の相互 接続板を使用することがしばしばである。しかしながら、機械的な強度の必要条 件に適合するため、セラミック製の相互接続板は比較的厚く形成しなければなら ない。この厚さの必要条件は、セラミックの材料コストが高いことと相俟って、 相互接続板のコストを許容し得ない程に高価なものにする可能性がある。この問 題点を解消するため、金属製の相互接続板を使用することができる。これら相互 接続板は、酸化イットリウム又はアルミナのような特殊な材料でドーピングし、 熱膨張率を調節する必要がある。また、これら特殊な合金は高価であり且つ弱体 となる傾向がある。本発明の積重ね体の形態が自由に膨張することは、相互接続 板に対して316のような一般的なステンレス鋼を使用することを許容すること により、従来の燃料電池組立体に伴うこの問題点を解消する。 本発明のその他の特徴及び有利な点は、添付図面と共に、以下に詳細に掲げた 好適な実施の形態の詳細な説明から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図1は、本発明に従って製造された燃料電池組立体の簡略化した部分概略図的 な断面等角図である。 図2は、一端に区画板を有する図1の多孔質ハウジングの図である。 図2Aは、積重ね体の最初の加熱のための有孔供給管を示す、図2の多孔質ハ ウジングの隅部の任意の部分を切欠いた多少拡大図である。 図2Bは、区画板の外周における波形部分間の色々なパイプ及び管の位置を示 す、図2の右側区画室の簡略化した端面図である。 図3は、4つの相互接続板及び5つの電池の多少、簡略化した図である。 図4は、多孔質ハウジングの一部分内の相互接続板の燃料側及び電池の陰極面 を示す、拡大した分解等角図である。 図5は、図4の相互接続板の酸化剤側を示す、図4と同様の図である。 図5Aは、図5の相互接続板の周縁の一部分の拡大図である。 図5Bは、流れを偏向する波形部分を示す、図5Aの線5B−5Bに沿った断 面図である。 好適な実施の形態の説明 燃料電池組立体2は、典型的に、炭素鋼で出来た、容器4を含むように図1に 図示されている。容器4は、ブロア10からの空気が容器4の内部12に入ると きに通る一対の空気入口6、8を有している。 燃料電池組立体2は、気体透過性の多孔質ハウジング16を備える、図2に最 も良く図示した燃料電池積重ね体の組立体14を有している。ハウジング16は 、典型的に、空気又はその他の酸化剤のガスがその外周面18を通過してハウジ ング16の内部20に入ることを許容する、ステンレス鋼のような金属スポンジ 材料で出来ている。端部22、24は、絶縁板26、28によって密封されてい る。典型的に、セラミック材料で出来た板26、28は、共に、電気的且つ熱絶 縁体である。燃料積重ね体の組立体14は、絶縁体26、28の外面に固着され た区画板30、32も有している。区画板30、32は、容器4の内面35に係 合する扇状の外縁34を有している。板30は、内面35に固定される一方、板 32は、内面に摺動可能に係合する。扇状縁部34は、空気入口6、8から容器 4の内部12に入る空気流が多孔質ハウジング16の外面18の周りを均一に流 れることを許容する。このことは、図1に空気流の矢印で示してある。また、扇 状縁 部34は、以下により詳細に説明するように、色々な管及び導体管が通るための 開口部を提供する。区画板32は、区画板から軸方向に伸長し且つ空気入口8を 取り囲む領域内にて区画板32と容器4との間に拘束された圧縮ばねを有してい る。ばね36の目的については、以下に説明する。組立体14は、3つの水平支 持バー38によって容器4内に支持されている。該支持バーは、一端にて容器4 の内面35に固着されている。 図1に戻ると、燃料電池積重ね体の組立体14は、多孔質ハウジング16の内 部20に収容された燃料電池積重ね体40を含むように示してある。積重ね体4 0は、交互に現れる電池42及び相互接続板44から成っている。電池42は、 セラミック製電池であることが好ましく、相互接続板44は、ステンレス鋼であ ることが好ましい。電池42及び相互接続板44の各々は、図面の便宜上、その 寸法に対して実質的に拡大したその軸方向寸法を有している。電池42及び相互 接続板44の典型的な寸法は、5乃至30cm(2乃至12インチ)である。相互 接続板44の軸方向寸法46(図5B参照)は、約0.63乃至2.54cm(0.25乃至 1インチ)である一方、電池42の軸方向寸法は、約10乃至1000μmである。そ の他の寸法も使用可能である。 電池42の各々は、陽極層48と、陰極層50とを有し、これら層の間に、電 解液層52が保持されている。陽極層48及び電解液層52の外径は、略等しい 一方、陰極層50は、より小さい外径を有し、陰極層50の周りに周方向の環状 スペース54を形成する。典型的に、ステンレス鋼で出来た金属リング56は、 環状スペース54内に嵌まり得る寸法とされている。リング56は、以下に説明 するように、燃料が陰極層50の陰極面58に接触するのを防止するために使用 される。陽極層48は、典型的に、約200μmの厚さ、電解液層52は、約20μ mの厚さ、及び陰極層50は、約5乃至10μmの厚さである。電池42の積重ね 体40及び相互接続板44の熱膨張及び収縮が以下に説明するように、許容され る仕方のため、かかる薄い電池42が可能となる。 次に、主として、図4、図5、図5A、図5Bを参照すると、相互接続板44 は、隣接する電池42(図4に図示せず)の陽極面62に面する、図4に図示し た燃料側60と、図4に図示した隣接する電池42の陰極面58に面する、図5 に図示した酸化剤側64とを有するように示してある。相互接続板44は、約50 0乃至1000μmの厚さであり、その全周の周りに形成された波形部分66、67 を有することが好ましい。図5Bに最も良く図示した、半径方向に方向決めされ た波形部分66は、各面58、62にて凸形形状と凹形形状とを交互に繰り返し 、燃料側60及び酸化剤側64に沿った流体の流れに対して、半径方向に方向決 めした流れ偏向器66を提供する。しかしながら、燃料側60には、回転方向に 方向決めした流れ偏向器67が形成されている。 相互接続板44と隣接する電池42との間の電気的接触を高めるため、波形部 分の最外側部分は、金又は銀のような良導電体にてめっきされている。金及び銀 は、また、陰極面58及び陽極面62に接触するための比較的柔軟な接触層を共 に提供する点からも好ましい。陽極側62の波形部分は、銀めっきされている一 方、酸化剤側64の波形部分は、接触面が酸化剤側にて酸化するのを防止し得る ように金めっきされることが好ましい。 典型的に、天然ガス68の形態をした燃料は、一対の燃料供給管70、72を 通って流れ、次に、一対の気体供給針74、76を通って流れる。各相互接続板 44に対して一組みの針74、76が設けられている。気体供給針74、76の 各々は、相互接続板44の外周80と燃料側60の中央領域82との間の途中に て、燃料側60に沿って配置された燃料出口78を有している。波形部分66、 67によって、図4に色々な矢印で示すように、燃料68は、半径方向及び回転 方向の双方に向けて流れる。 使用済み燃料又は反応生成物の集め導体管84は、燃料電池積重ね体の全体の 上方になる燃料電池積重ね体40の長さに沿って伸長する一方、供給管70、7 2は、積重ね体の一側部にて積重ね体に沿って伸長している。回収針86は、各 相互接続板44に対して集め導体管84から下方に伸長している。回収針の各々 は、燃料側60の中央領域82に配置された、その末端すなわち下端に反応生成 物の入口88を有している。燃料68が燃料出口78から中央領域82に進むと き迄に、燃料の大部分は消費される。反応生成物90は、回収針86の入口88 を通じて中央領域82から吸引される。反応生成物90は、二酸化炭素及び水の 混合体を含み、また、一酸化炭素及び水素の形態をした未使用の燃料の量を含ん でいる。この使用については、以下に説明する。 図5には、相互接続板44の中心の下方に方向決めして設けられた排ガス回収 導体管94から上方に伸長する回収針92が図示されている。相互接続板44及 び隣接する電池42は、回収針92の膨張部分又は拡張領域95により垂直に支 持されている。回収針92は、酸化剤側64の中央領域98に隣接して排ガス入 口96を有している。排ガス100は、排ガス回収導体管94を介して積重ね体 40から吸引される。このように、酸化剤ガスは多孔質ハウジング16の内部壁 104と積重ね体40との間に画成された環状領域102から流れる。典型的に 空気である酸化剤ガスは、矢印106で示すように、多孔質ハウジング16を貫 通して流れる。この空気は、多孔質ハウジング16を貫通して流れた後、多孔質 ハウジング16に伝達された燃料電池組立体40から発生された熱によって、例 えば500℃乃至800℃まで加熱される。多孔質ハウジング16の外面108は、空 気が壁を通るため比較的低温のままであり、空気は貫通する際に加熱される。相 互接続板44の燃料側60から半径方向外方に流れる反応生成物110は、多少 の可燃性ガスを含んでいる。これら可燃性ガスは、領域102に入ると、領域1 02内の加熱した空気と反応し且つ燃焼し、これにより、酸化剤ガス(空気)の 温度を約700℃乃至1000℃まで更に上昇させる。反応生成物110内の比較的少 量の可燃性生成物は、領域102内のガスの酸素含有量に著しく悪影響を与えず 、そのガスは、次に、電池42の陰極面58と相互接続板44の酸化剤側64と の間の領域内に吸引される。ガスは、半径方向に方向決めした流れ偏向器67に より案内されて、酸化剤側64に沿って流れる。 金属製リング56は、未燃焼燃料が陰極面58に接触し、陰極を還元させるこ とを防止するのに役立つ。反応生成物90(使用済み燃料)は、容器4の内部1 2の頂部区画室114内に配置されたエジェクタ112(図1参照)に供給され る。典型的に天然ガス68である炭化水素燃料の供給分が、エジェクタ112に 対する作動ガスとして使用される。エジェクタ112の機能に関しては以下によ り詳細に説明する。燃料電池積重ね体40は、燃料電池積重ね体の陽極及び陰極 として機能する一対の端板116、118を有している。管120、122が燃 料電池積重ね体40により形成された電流にアクセスし得るように端板116、 118に接続されている。 機械的圧縮ばね36は、積重ね体40が、その作動温度の約50℃以内であると き、すなわち、予熱サイクルの終了時付近にあるときにのみ、摺動可能な板32 に圧縮力を付与するような寸法とされている。相互接続板44の遥かに厚い軸方 向厚さに対して電池42の軸方向厚さが極めて薄いため、積重ね体40は相互接 続板でのみ出来ているかのように、軸方向に膨張し且つ収縮する。このため、多 孔質ハウジング16、管及び導体管70、72、84、94及び相互接続板44 が全て、熱膨張率の等しい材料、好ましくはステンレス鋼で出来ているから、板 32に圧縮力を付与すると、積重ね体40に圧縮力が加わる。ばね36は、入口 8に入る空気により常に冷却されて、ばね36がその弾性を保持することを確実 にする。 始動時、積重ね体40は、始動バーナ124における空気により燃焼する天然 ガス68から発生された高温のガスを使用して予熱される。図1を参照。始動バ ーナ124には、管126に沿った弁125を通じて天然ガス及び管128に沿 って弁127を通じてブロア10からの空気が供給される。予熱に使用される高 温の排ガスは、管130を通じてバーナ124から流れ、該管は、絶縁板26に 隣接する位置に配置された円形の供給管132に接続する。図2A及び図2Bを 参照。円形の供給管132は、多数の開孔134を有しており、加熱されたガス は、これら開孔を通って内部20の環状領域102に流動する。高温のガスを多 孔質ハウジング16内に保つため、ブロア10は、十分な量の空気を容器4の内 部12内に向け、多孔質ハウジング16の外側の空気圧力が多孔質ハウジング内 の空気圧力よりも僅かに高圧であるように作動される。 この予熱の間、陽極面62の酸化を防止することが望ましい。この酸化を防止 するためには、窒素貯蔵瓶136からの窒素を管138に沿って、弁137を介 して管126に向け、また、管126から管140、142に沿って弁139、 141を介して向ける。管140、142は、その長さに沿って形成された熱交 換コイル144、146を有しており、コイル144、146は、導体管94に 沿って配置されている。コイル144、146内で加熱された窒素は出口管14 8を通ってエジェクタ112から流れ、出口管148は、燃料供給管70、72 内に伸長している。次に、窒素は、燃料側60と陽極面62との間に配置された 針74、76の出口78を通って流れる。このことは、陽極面62を窒素で覆わ れた状態に保ち、陽極面の酸化を防止する。ガス(瓶136からの窒素とバーナ 124からの加熱された排ガスとの混合体)は、回収針92の排ガス出口96を 通じ且つ集め導体管94を通って多孔質ハウジング16の内部20から吸引され る。 燃料電池積重ね体40が作動温度に達すると、該電池積重ね体は、天然ガス6 8又はその他の供給燃料を受け入れる準備が整う。しかしながら、この時点にて リホーミング流を提供し得るように再循環に利用可能な燃料電池反応生成物の水 は存在しない。必要な始動リホーミング流れは、水貯蔵ドラム150から供給さ れたボイラ給水で1回、完全にフラッシングすることにより発生される。水は弁 151及び管152に沿って流れる。管152は、導体管94内に収容されたそ の長さに沿って伝熱コイル154を有している。水がコイル154を通って流れ ることにより、水は始動排ガス(始動バーナ124により発生)が通過すること によりフラッシングされて蒸気となる。 燃料電池積重ね体40が作動温度に達し、リホーミングに十分な始動蒸気が発 生されたならば、弁127、125、137、151(始動工程の間にのみ開放 している)が閉じられ、ブロア10が空気入口6、8を通じて空気を容器4の内 部12内に吹き込む。天然ガス68は、管126、エジェクタ112を貫通する 管142、エジェクタをバイパスして且つ出口管148内に流れるための管14 0、152を通じて圧送される。管142に沿ってエジェクタ112を貫通して 流れる天然ガスと管152に沿ってエジェクタ112をバイパスする天然ガスと の割合を制御するために弁139、141が使用される。 天然ガス68は、管148を通って管70、72内に流れ、各相互接続板44 の燃料側60に供給される。その後、天然ガスは偏向されて、回転方向及び半径 方向の双方、半径方向内方及び半径方向外方の双方に向けて進む。これと同時に 、空気は多孔質ハウジング16を通じて吸引され且つ多孔質ハウジングを通じて 吸引されるときに形成される。この空気106の最終的な予熱は、環状領域10 2内で反応生成物110が燃焼することで行われる。これで完全に予熱された空 気 は、各燃料電池の酸化剤側64と陰極面58との間の領域内に吸引される。この 半径方向内方への動きは、各相互接続板44の側部64にて中央領域98に隣接 して配置された回収針92の排ガス入口96から排ガス100が流れることによ り行われる。排ガス100は、典型的に約700℃乃至1000℃と極めて高温であり 、天然ガスが熱交換管144、146を通って流れるとき、天然ガス68を効果 的に予熱する。熱交換器144、146を通って流れる排ガスの温度を低下させ るため、排ガスの一部は管162に沿って熱交換器をバイパスすることができる 。また、ブロア10は、始動工程中、外気を弁159を通じ且つ管160に沿っ て集め導体管94内に導入することができる。 燃料側60からの反応生成物は回収針86の入口88を通じて燃料側の中央領 域82に集められる。回収針86は、反応生成物90を交差する反応生成物の集 め導体管84内に供給する。反応生成物90は、エジェクタ112を通じて再循 環され、天然ガス68は、管142を経て流れる作動ガスとして使用される。管 148からの排出物は、天然ガス68と反応生成物90との混合体である。 多孔質ハウジング16は、燃料供給管72及び反応生成物の集め導体管84が 通り得るように形成された、図2に図示した開口部156、158を有している 。また、燃料供給管70、排ガス回収導体管94、及び管130に対する他の穴 も形成されている。 多孔質ハウジング16に入る管及び導体管の全ては、熱的に絶縁されている。 同様に、エジェクタ112、始動バーナ124、色々な管及びラインを含む、区 画室114内の装置も同様に全て熱的に絶縁されている。これら区画室からの熱 損失は、ブロア10から頂部区画室114内に流動する空気を予熱することによ り回収される。 次の請求の範囲に記載された本発明の主題から逸脱せずに、開示した実施の形 態に対し改変例及び変更例を為すことが可能である。例えば、積重ね体40は、 所定の温度に達したときにのみ、選択された軸方向への力を積重ね体に付与する 温度作動式の偏倚要素により軸方向に圧縮することができる。また、機械的では なくて空圧的に、軸方向への圧縮力を提供してもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                              Fuel cell assembly                                Background of the Invention   Fuel cells use the chemical energy of a fuel, typically hydrogen, in a continuous process. A battery that converts electricity into electrical energy. Fuel cells use various fuels and oxidants. Although they can be used, these fuel cells almost exclusively combine hydrogen and oxygen. To form water vapor. Fuel cells have an anode in contact with fuel and a cathode in contact with oxygen. It has a pole and an electrolyte held between the anode and the cathode. Each of the batteries has one A voltage of less than 1 volt, thus producing a series of fuel cells or stacks of fuel cells. Is used to convert fuel into useful energy. Fuel and oxygen separated To maintain and electrically connect the anode of one battery to the cathode of an adjacent battery An interconnect plate is used between each battery.   One source of hydrogen is natural gas. One general way to get hydrogen from natural gas A typical method is to combine natural gas and steam at high temperatures, such as 760 ° C, to produce hydrogen. Is to use the obtained reformer device. Such a fuel cell is a separate external It operates using a steam generator to generate hydrogen. Other fuel cells have sufficient fuel cells. Operating at moderately high temperatures, and other appropriate design considerations Thereby, the function of the reformer device is combined with the fuel cell itself.   One type of fuel cell is March 22-23, 1994, Atlanta, Georgia. EPRI / GRI fuel cell technology related to fuel cell technology research and development At the workshop (Fuel Cell Workshop), M. Patrick (M. Petrik) and its "Development of stacks of inter-science radial flow (IRF) SOFCs by others Status (Stack Development Status of the Interscience Radial Flow (IRF) SOFC) One using a radial flow regime for solid oxide fuel cells in In this design, fuel and air are supplied to each cell through a pair of holes in the central region of the cell. Supplied to the pond. The fuel and air then flow radially outward to the cell edge. . This flow regime requires a seal to separate fuel and air at the point of supply. And the temperature rises sharply in the center of the cell where both rich fuel and rich air are present. There is a risk of ascending. Held in Oslo, Norway, May 6-10, 1996 , Proceedings of the 2nd European Fuel Cell Forum Vol. M. Prika on pages 1,393-402 (M. Prica) and others, "Improved thermomechanical performance in SOFCs. Contoured PEN Plates for Improved Thermomechanical Performance in SOFCs). It is supplied to the center of each battery through a pair of needles. Next, these gases are Flows radially to the part. This flow configuration eliminates the need for gas seals, but still Thus, there is a problem with the temperature rise. Disclosed in European Patent No. 0,635,896 In another form, the fuel is supplied to the center of the cell by a supply needle, Air is supplied to the entire area of the cathode by a distribution nozzle. Used fuel and used Spent air is collected at the edge of the battery. This configuration eliminates the need for gas seals. Also, there is no problem of a sudden rise in temperature. However, this configuration is complicated Requires a chisel dispenser.                                Summary of the Invention   The present invention provides a gas seal, large axial clamping force, separate air heater, external Reformer equipment, pre-reformer equipment, external steam supply for reforming Fuel cell assembly, which is typically a solid oxide fuel cell assembly that does not require any About three-dimensional. This assembly has no gas leakage. Battery cracks or other Pond damage is minimized and the simplicity of the entire system is significantly improved. The present invention is relatively It is intended to provide a low-cost and highly reliable fuel cell assembly.   The fuel cell assembly includes a container defining an interior. Gas permeable porosity Preferably, the quality housing is located within the container. The fuel cell stack is porous Housed inside the quality housing. Air or other oxygen-containing gas Fuel cell by supplying air into the area between the heater and the porous housing. It is supplied to the stack. Air flows through the walls of the porous housing and the fuel cell Preferably, the stack is reached.   The fuel cell stack includes a plurality of alternating cells and interconnect plates. You. Each of the batteries has an anode surface and a cathode surface. Each of the interconnect plate assemblies Are the oxidizer side adjacent to the cathode side of the cell and the fuel side adjacent to the anode side of another cell. have. The fuel is located midway between the fuel-side central area and the fuel-side outer periphery. It is preferable that the fuel is supplied to the fuel side at a plurality of fuel outlets.   Collect the reaction product so that the conductor tube can suck the reaction product from the fuel side. Has an inlet for the reaction product in the central region. Fuel gas collecting conductor tube Has a fuel inlet in the central area on the oxidant side to allow ing.   The porous housing is heated by the heat generated by the fuel cell stack. This means that the air can flow between the interior of the porous housing and the exterior or perimeter of the stack. As it enters the combustion zone for residual reaction products, defined between it, it passes through the porous housing. For example, from 500 ° C. to 800 ° C. Mutual Residual products that travel radially outward from the periphery of the connection plate assembly Combustion with heated air flowing through. This is due to the oxidizer side of the interconnect plate. Air, typically heated to about 700 ° C. to 1000 ° C. Eliminates the need to preheat air entering the volume. This desired temperature is stacked It depends on the operating temperature desired or required by the body. The air is porous Through the porous housing, the porous housing is relatively low temperature on the outer surface And is convenient for both safety and efficiency.   Gas flow along both the fuel and oxidant sides of the interconnect plate is directed to the flow deflector. Therefore, it is preferable to be derived. These flow deflectors corrugate the interconnect plate. It is preferably formed by These waveforms are used as flow deflectors Not only functions, but also forms an electrical contact surface with the cathode and anode surfaces of adjacent batteries I do. This oxidizer side has a radially oriented flow deflector while the fuel The side has both a radially oriented flow deflector and a rotationally oriented deflector. It is preferred to have.   The fuel stack is oriented horizontally, i.e. the wafer-like interconnect plate Preferably, the battery is oriented with the battery oriented vertically. The The fuel cell stack is allowed to run until the fuel cell stack is below the operating temperature of 50 ° C. Is preferably allowed to expand and contract by heat in a thermally free manner. No. During the majority of the temperature change, this free movement can lead to cracks or cracks in the cells and interconnect plates. Helps to minimize other damage. The outer surface of the corrugated part Plating with a flexible metal such as gold on the oxidant side and good electricity with adjacent batteries Helps to make contact and prevent cracking or other damage to the battery It is preferable to obtain it.   The present invention differs from conventional fuel cell devices in the flow of fuel and oxygen, The main reason for this is to use a separate fuel flow on the fuel side of the interconnect plate, Radial inward flow of oxidant gas (typically air) on the oxidant side of the interconnect plate Because it uses. At any point, rich fuel and rich oxidizer are present at the same time. The present invention does not require a complicated gas distribution nozzle, The problem of a rapid rise in temperature associated with the fuel cell assembly of the present invention is eliminated. This gas distribution method There are other advantages as well. Part of spent fuel (fuel reaction product) Can be collected in a central region on the fuel side by a conductor tube. This used fuel The water of reaction product in the feed stream is used as a source of the reforming stream, Therefore, there is no need for external steam generation and boiler feedwater treatment. Also split The fuel flow quickly transfers the fuel to the entire fuel side of the interconnect plate, and thus to the anode surface of the cell. Distribute. This is due to the extremely endothermic reforming reaction generated by the battery. Helps prevent overcooling locally. As a result, this stack The reforming can be easily integrated inside without the need for external reformer equipment. Can be.   In the case of the present invention, waste heat from the stack is transferred from the fuel cell stack to the porous housing. Can be transmitted to This heat in the porous housing It is transmitted to the air flowing through it and provides a very effective preheating of the air. Air is porous Stack along the length of the stack to flow radially through the quality housing Cooling is uniform. Providing inward air also heats the stack At a relatively low temperature with virtually no heat loss Containers or enclosures can be used.   The residual reaction products (spent fuel) of many conventional fuel cell devices are located at the edge of the cell. By combusting the spent oxidant. The place of the present invention In some cases, some of the residual reaction products exiting around the perimeter of the interconnect Burned at the edges of the cell when it comes in contact with the heated air passing through the jing. This will eventually preheat the air to the operating temperature of the battery. By combustion This direct heating eliminates the need for expensive high temperature heat exchangers.   In many fuel cell stack designs, the cells are clamped together to provide an airtight gas There is a need to provide a seal and minimize electrical contact resistance. This tightening is While heating and cooling the stack, it prevents free expansion and contraction and creates thermal stress. Could be For this reason, the mechanical force given by the tightening It may crack or otherwise degrade the battery. Sealless stacking The helmet design eliminates the need to tighten to provide a gas seal Become. Flexible at operating temperatures (typically 700-1000 ° C) due to the use of gold and silver And a compatible electrical contact surface is provided. Also, using silver, It also prevents oxidation on the oxidant side of the interconnect plate. Gold used on fuel side of interconnect plate But silver is cheaper and there is no oxidation problem on the fuel side Therefore, there is no need to consider using gold.   The present invention saves some of the costs associated with fuel cell stacks. Conventional fuel cell volume The stack is made of ceramic interconnects to match the coefficient of thermal expansion of the ceramic battery. Often, connection plates are used. However, the requirements for mechanical strength Ceramic interconnect boards must be made relatively thick to meet Absent. This thickness requirement, coupled with the high material cost of the ceramic, The cost of the interconnect board can be unacceptably high. This question To solve the problem, a metal interconnect plate can be used. These mutual The connection plate is doped with a special material such as yttrium oxide or alumina, It is necessary to adjust the coefficient of thermal expansion. Also, these special alloys are expensive and weak. It tends to be. The freedom of the stack configuration of the present invention to expand Allow the use of common stainless steel such as 316 for the plate This eliminates this problem associated with conventional fuel cell assemblies.   Other features and advantages of the present invention are set forth in detail below with reference to the accompanying drawings. It will become apparent from the detailed description of the preferred embodiments.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a simplified partial schematic diagram of a fuel cell assembly manufactured according to the present invention. FIG.   FIG. 2 is a view of the porous housing of FIG. 1 having a partition plate at one end.   FIG. 2A shows the porous housing of FIG. 2 showing a perforated supply tube for initial heating of the stack. FIG. 4 is a somewhat enlarged view in which an arbitrary part of a corner of a housing is cut out.   FIG. 2B shows various pipes and tube locations between corrugations on the perimeter of the divider. FIG. 3 is a simplified end view of the right compartment of FIG.   FIG. 3 is a somewhat simplified diagram of four interconnect plates and five batteries.   FIG. 4 shows the fuel side of the interconnect plate and the cathode side of the cell in a portion of the porous housing. FIG. 4 is an enlarged exploded isometric view showing   FIG. 5 is a view similar to FIG. 4, showing the oxidant side of the interconnect plate of FIG.   FIG. 5A is an enlarged view of a portion of the periphery of the interconnect plate of FIG.   FIG. 5B shows a portion of the waveform that deflects the flow along the line 5B-5B in FIG. 5A. FIG.                          DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS   The fuel cell assembly 2 is shown in FIG. 1 to include a container 4, typically made of carbon steel. Is shown. The container 4 is opened when air from the blower 10 enters the inside 12 of the container 4. It has a pair of air inlets 6, 8 through which it passes.   The fuel cell assembly 2 comprises a gas permeable porous housing 16 as shown in FIG. It also has a fuel cell stack assembly 14 as well shown. The housing 16 , Typically air or other oxidant gas passes through its outer peripheral surface 18 Metal sponge, such as stainless steel, that allows entry into the interior 20 of the ring 16 Made of material. The ends 22, 24 are sealed by insulating plates 26, 28. You. Typically, the plates 26, 28 made of ceramic material are both electrically and thermally insulated. It is an edge. The fuel stack assembly 14 is secured to the outer surfaces of the insulators 26,28. Partition plates 30 and 32 are also provided. The partition plates 30 and 32 are engaged with the inner surface 35 of the container 4. It has a fan-shaped outer edge 34 that fits. The plate 30 is fixed to the inner surface 35 while the plate 30 32 is slidably engaged with the inner surface. The fan-shaped edge portion 34 is connected to the air inlets 6 and 8 by a container. The air flow entering the interior 12 of the housing 4 flows uniformly around the outer surface 18 of the porous housing 16. To be allowed. This is indicated in FIG. 1 by the arrows of the air flow. Also a fan Relationship Portion 34 provides for passage of various tubes and conductor tubes, as described in more detail below. Provide an opening. The partition plate 32 extends axially from the partition plate and connects the air inlet 8 to the partition plate 32. A compression spring restrained between the partition plate 32 and the container 4 in the surrounding area; You. The purpose of the spring 36 will be described below. The assembly 14 has three horizontal supports. It is supported in the container 4 by the holding bar 38. The support bar has a container 4 at one end. Is fixed to the inner surface 35 of the first member.   Returning to FIG. 1, the fuel cell stack assembly 14 is disposed within a porous housing 16. It is shown to include a fuel cell stack 40 housed in section 20. Stack 4 0 consists of alternating batteries 42 and interconnecting plates 44. Battery 42 is Preferably, the battery is a ceramic battery, and the interconnect plate 44 is made of stainless steel. Preferably. Each of the battery 42 and the interconnecting plate 44 is, for the sake of It has its axial dimension substantially enlarged relative to the dimension. Battery 42 and mutual Typical dimensions of the connecting plate 44 are 2 to 12 inches (5 to 30 cm). Mutual The axial dimension 46 (see FIG. 5B) of the connecting plate 44 is approximately 0. 63 to 2. 54cm (0. 25 to 1 inch), while the battery 42 has an axial dimension of about 10 to 1000 μm. So Other dimensions can be used.   Each of the batteries 42 has an anode layer 48 and a cathode layer 50, between which a battery is provided. The lysing layer 52 is held. The outer diameters of the anode layer 48 and the electrolyte layer 52 are substantially equal On the other hand, the cathode layer 50 has a smaller outer diameter and has a circumferential annular shape around the cathode layer 50. A space 54 is formed. Typically, a metal ring 56 made of stainless steel It is sized to fit within the annular space 54. Ring 56 is described below To prevent fuel from contacting the cathode surface 58 of the cathode layer 50 Is done. The anode layer 48 is typically about 200 μm thick and the electrolyte layer 52 is about 20 μm thick. m, and the thickness of the cathode layer 50 is about 5 to 10 μm. Stack of batteries 42 Thermal expansion and contraction of body 40 and interconnect plate 44 are allowed, as described below. In this manner, such a thin battery 42 is possible.   Next, referring mainly to FIGS. 4, 5, 5A and 5B, the interconnecting plate 44 will be described. Is shown in FIG. 4 facing the anode surface 62 of an adjacent battery 42 (not shown in FIG. 4). 5 facing the fuel side 60 and the cathode surface 58 of the adjacent cell 42 shown in FIG. And the oxidant side 64 shown in FIG. The interconnect plate 44 has approximately 50 Corrugated portions 66, 67 having a thickness of 0 to 1000 μm and formed around the entire circumference thereof It is preferable to have Radially oriented, best illustrated in FIG. 5B The wavy portion 66 alternates between a convex shape and a concave shape at each of the surfaces 58 and 62. Radially direct fluid flow along the fuel side 60 and the oxidant side 64. A flow deflector 66 is provided. However, the fuel side 60 has An oriented flow deflector 67 is formed.   In order to increase the electrical contact between the interconnect plate 44 and the adjacent battery 42, the corrugations The outermost part of the minute is plated with a good conductor such as gold or silver. Gold and silver Also share a relatively flexible contact layer for contacting the cathode surface 58 and the anode surface 62. It is also preferable from the point of providing. The corrugated portion on the anode side 62 is silver-plated. On the other hand, the corrugated portion on the oxidant side 64 can prevent the contact surface from being oxidized on the oxidant side. It is preferable to perform gold plating.   Typically, fuel in the form of natural gas 68 is provided through a pair of fuel supply pipes 70,72. And then through a pair of gas supply needles 74,76. Each interconnect board A pair of needles 74, 76 are provided for 44. Of the gas supply needles 74 and 76 Each is located halfway between the outer periphery 80 of the interconnect plate 44 and the central region 82 of the fuel side 60. And has a fuel outlet 78 located along the fuel side 60. Waveform portion 66, Due to 67, the fuel 68 is distributed radially and rotationally, as indicated by the various arrows in FIG. Flows in both directions.   The collecting conductor tube 84 for the spent fuel or the reaction product is used for the entire fuel cell stack. The supply pipes 70, 7 extend along the length of the fuel cell stack 40 above. 2 extends along the stack at one side of the stack. Each collection needle 86 The collecting plate extends downward from the conductor tube 84 with respect to the interconnecting plate 44. Each of the collection needles Is located in the central region 82 of the fuel side 60 and has a reaction product at its end or lower end. It has an object entrance 88. When fuel 68 advances from fuel outlet 78 to central region 82 By then, most of the fuel is consumed. The reaction product 90 is supplied to the inlet 88 of the collection needle 86. Is sucked from the central region 82. Reaction product 90 comprises carbon dioxide and water. Including the amount of unused fuel in the form of carbon monoxide and hydrogen In. This use is described below.   FIG. 5 shows an exhaust gas collection oriented below the center of the interconnect plate 44. A collection needle 92 extending upward from the conductor tube 94 is shown. Interconnection board 44 and And the adjacent battery 42 is supported vertically by an expanded portion or expanded area 95 of the collection needle 92. Is held. The collection needle 92 is located adjacent to the central region 98 on the oxidant side 64 and has an exhaust gas inlet. It has a mouth 96. Exhaust gas 100 is stacked through an exhaust gas recovery conductor tube 94. Sucked from 40. As described above, the oxidizing gas is supplied to the inner wall of the porous housing 16. It flows from an annular region 102 defined between 104 and the stack 40. Typically Oxidant gas, which is air, penetrates the porous housing 16 as shown by arrow 106. Flow through. This air flows through the porous housing 16 and then The heat generated by the fuel cell assembly 40 transmitted to the housing 16 causes For example, it is heated to 500 ° C to 800 ° C. The outer surface 108 of the porous housing 16 is empty. The air remains relatively cool as it passes through the walls, and the air is heated as it penetrates. phase The reaction products 110 flowing radially outward from the fuel side 60 of the interconnection plate 44 Contains flammable gas. When these flammable gases enter the region 102, they enter the region 1 02 reacts with and burns the heated air in the oxidant gas (air). The temperature is further increased to about 700 ° C to 1000 ° C. Relatively little in the reaction product 110 The amount of flammable products does not significantly affect the oxygen content of the gas in region 102 , The gas then passes through the cathode surface 58 of the battery 42 and the oxidant side 64 of the interconnect plate 44. Is sucked into the area between. The gas is passed to a radially directed flow deflector 67. More guided and flows along the oxidant side 64.   The metal ring 56 allows unburned fuel to contact the cathode surface 58 and reduce the cathode. And help prevent. The reaction product 90 (spent fuel) 2 is supplied to an ejector 112 (see FIG. 1) disposed in the You. A supply of hydrocarbon fuel, typically natural gas 68, is supplied to an ejector 112. Used as working gas for The function of the ejector 112 is described below. This will be described in detail. The fuel cell stack 40 includes the anode and the cathode of the fuel cell stack. It has a pair of end plates 116 and 118 functioning as. Tubes 120 and 122 burn End plate 116 to access the current created by the fuel cell stack 40; 118 is connected.   The mechanical compression spring 36 provides that when the stack 40 is within about 50 ° C. of its operating temperature. Only when it is near the end of the preheat cycle. The dimensions are such that a compressive force is applied to the Much thicker axial direction of interconnect plate 44 Since the axial thickness of the battery 42 is extremely small with respect to the thickness in the It expands and contracts in the axial direction, as if it were only made of a continuation board. For this reason, many Porous housing 16, tubes and conductor tubes 70, 72, 84, 94 and interconnect plate 44 Are all made of a material having the same coefficient of thermal expansion, preferably stainless steel. When a compressive force is applied to 32, a compressive force is applied to the stack 40. The spring 36 has an inlet 8 is constantly cooled by the air entering it, ensuring that the spring 36 retains its elasticity. To   At start-up, the stack 40 is powered by natural combustion from air in the start-up burner 124. Preheating is performed using the high-temperature gas generated from the gas 68. See FIG. Starting bar To the natural gas and pipe 128 through a valve 125 along pipe 126. Thus, air from the blower 10 is supplied through the valve 127. High used for preheating The warm exhaust gas flows from the burner 124 through a tube 130, which passes through the insulating plate 26. It is connected to a circular supply pipe 132 arranged at an adjacent position. 2A and 2B reference. The circular supply pipe 132 has a large number of apertures 134, and the heated gas Flows through these openings into the annular region 102 of the interior 20. Hot gas In order to keep the inside of the porous housing 16, the blower 10 provides a sufficient amount of air inside the container 4. The air pressure outside the porous housing 16 is directed into the porous housing Is actuated to be slightly higher than the air pressure of   During this preheating, it is desirable to prevent oxidation of anode surface 62. Prevent this oxidation To do so, the nitrogen from the nitrogen storage bottle 136 is passed along valve 137 along line 138. To the tube 126 and from the tube 126 along the tubes 140, 142 to the valve 139, Aim through 141. Tubes 140, 142 have heat exchange formed along their length. The coils 144 and 146 are provided in the conductor tube 94. Are arranged along. Nitrogen heated in the coils 144 and 146 is supplied to the outlet pipe 14. 8, and the outlet pipe 148 is connected to the fuel supply pipes 70, 72. Stretching in. Next, nitrogen was placed between the fuel side 60 and the anode surface 62. It flows through outlets 78 of needles 74,76. This means that the anode surface 62 is covered with nitrogen. To prevent oxidation of the anode surface. Gas (nitrogen and burner from bottle 136) The mixture with the heated exhaust gas from 124) passes through the exhaust gas outlet 96 of the collection needle 92. Aspirated from the interior 20 of the porous housing 16 through the conducting and collecting conductor tube 94 You.   When the fuel cell stack 40 reaches operating temperature, the cell stack 8 or other fuel supply is ready. However, at this point Fuel cell reaction product water available for recycle to provide a reforming stream Does not exist. The required start-up reforming flow is supplied from the water storage drum 150. Generated by complete flushing once with the boiler feed water. Water is a valve It flows along 151 and tube 152. The tube 152 is housed in the conductor tube 94. Has a heat transfer coil 154 along its length. Water flows through coil 154 As a result, the starting exhaust gas (generated by the starting burner 124) passes through the water. And becomes steam.   The fuel cell stack 40 reaches the operating temperature and generates sufficient starting steam for reforming. If generated, valves 127, 125, 137, 151 (open only during start-up process Is closed, and the blower 10 blows air through the air inlets 6 and 8 into the container 4. It blows into the part 12. Natural gas 68 passes through tube 126 and ejector 112 Tubing 142, tubing 14 for bypassing the ejector and flowing into outlet 148 0, 152. Through the ejector 112 along the tube 142 Flowing natural gas and natural gas bypassing the ejector 112 along the pipe 152 139, 141 are used to control the rate of   Natural gas 68 flows through tubes 148 into tubes 70, 72 and into each interconnect plate 44. Is supplied to the fuel side 60. After that, the natural gas is deflected to the direction of rotation and radius. Direction, both radially inward and radially outward. At the same time , Air is drawn through the porous housing 16 and through the porous housing Formed when aspirated. The final preheating of this air 106 The reaction is performed by burning the reaction product 110 in 2. The sky is now completely preheated Mind Is drawn into the area between the oxidant side 64 and the cathode surface 58 of each fuel cell. this The radially inward movement is adjacent the central region 98 at the side 64 of each interconnect plate 44. The exhaust gas 100 flows from the exhaust gas inlet 96 of the collection needle 92 arranged in a vertical direction. Is performed. Exhaust gas 100 is very hot, typically around 700 ° C to 1000 ° C. , When natural gas flows through heat exchange tubes 144, 146, Preheat. Reduce the temperature of the exhaust gas flowing through the heat exchangers 144, 146 Therefore, a part of the exhaust gas can bypass the heat exchanger along the pipe 162. . Also, during the start-up process, the blower 10 directs outside air through the valve 159 and along the pipe 160. It can be collected and introduced into the conductor tube 94.   The reaction product from the fuel side 60 passes through the inlet 88 of the collection needle 86 to the central area on the fuel side. Collected in area 82. The collection needle 86 collects the reaction products that cross the reaction products 90. And supplied into the conductor tube 84. Reaction product 90 is recycled through ejector 112. Annealed, natural gas 68 is used as the working gas flowing through tube 142. tube The effluent from 148 is a mixture of natural gas 68 and reaction products 90.   The porous housing 16 includes a fuel supply pipe 72 and a conductor pipe 84 for collecting reaction products. It has openings 156, 158 as shown in FIG. . Also, other holes for the fuel supply pipe 70, the exhaust gas recovery conductor pipe 94, and the pipe 130 are provided. Is also formed.   All of the tubes and conductor tubes entering porous housing 16 are thermally insulated. Similarly, a partition including an ejector 112, a starter burner 124, and various tubes and lines. All the devices in the compartment 114 are similarly thermally insulated. Heat from these compartments The loss is due to preheating the air flowing from the blower 10 into the top compartment 114. Collected.   The disclosed embodiments do not depart from the subject matter of the invention as set forth in the following claims. Modifications and changes may be made to the embodiments. For example, the stack 40 Applying a selected axial force to the stack only when a certain temperature is reached Axial compression can be provided by a temperature-actuated biasing element. Also, mechanically Alternatively, a compressive force in the axial direction may be provided pneumatically.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/24 H01M 8/24 R (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,Y U,ZW 【要約の続き】 的に膨張し且つ収縮することが許容されて、燃料電池積 重ね体が作動温度に近くなる迄、電池への損傷を最小に する。──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 8/24 H01M 8/24 R (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES , FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN , TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL , AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, M, GW, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX , NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW Expansion and contraction are allowed to minimize damage to the cell until the fuel cell stack is near operating temperature.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.燃料電池相互接続板組立体において、 外周、燃料側、酸化剤側を有する平面状本体と、 前記燃料側が中央領域及び流れ偏向器を備えることと、 中央領域及び外周の双方から隔てられた燃料側に燃料出口を有する燃料供給導 体管とを備え、 これにより、流れ偏向器により、流体出口からの燃料の流れが完全な半径方向 以外の方向に流動するようにする、燃料電池相互接続板組立体。 2.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、前記外周が略円形 である、燃料電池相互接続板組立体。 3.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、前記燃料供給導管 が、前記燃料出口を複数、備える、燃料電池相互接続板組立体。 4.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、前記燃料出口が、 中央部分と外周との略中間に配置される、燃料電池相互接続板組立体。 5.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、中央領域に反応生 成物の入口を有する燃料電池反応生成物の集め導体管を更に備える、燃料電池相 互接続板組立体。 6.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、酸化剤側に排ガス 入口を有する排ガス回収導体管を更に備える、燃料電池相互接続板組立体。 7.請求項6に記載の燃料電池相互接続板組立体において、酸化剤側が中央領 域を有する、燃料電池相互接続板組立体。 8.請求項7に記載の燃料電池相互接続板組立体において、排ガス入口が酸化 剤側の中央領域にある、燃料電池相互接続板組立体。 9.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、酸化剤側が半径方 向に方向決めされた流れ偏向器を備える、燃料電池相互接続板組立体。 10.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、流れ偏向器が、半 径方向に方向決めされた流れ偏向器と、回転方向に方向決めされた流れ偏向器と から成る、燃料電池相互接続板組立体。 11.請求項1に記載の燃料電池相互接続板組立体において、酸化剤側が流れ偏 向器を備える、燃料電池相互接続板組立体。 12.請求項11に記載の燃料電池相互接続板組立体において、燃料側及び酸化 剤側の流れ偏向器が柔軟な電気的接触面を備える、燃料電池相互接続板組立体。 13.請求項12に記載の燃料電池相互接続板組立体において、燃料側及び酸化 剤側における前記偏向器の前記柔軟な電気的接触面がそれぞれ銀及び金である、 燃料電池相互接続板組立体。 14.請求項11に記載の燃料電池相互接続板組立体において、前記平面状本体 が、前記酸化剤側及び前記燃料側に前記流れ偏向器を形成する波形の本体である 、燃料電池相互接続板組立体。 15.燃料電池積重ね体において、 各々の電池が陽極面及び陰極面を有する複数の電池と、 各々の相互接続板組立体が、外周、1つの前記電池の陰極側に隣接する酸化剤 側、別の前記電池の陽極側に隣接する燃料側を備える、複数の相互接続板組立体 と、 前記燃料側及び酸化剤側が、燃料側及び酸化剤側の中央領域を備えることと、 前記相互接続板組立体の各々の燃料側に燃料出口を備える燃料供給導体管であ って、前記燃料出口が燃料側の中央領域及び外周の双方から隔てられた燃料供給 導体管と、 前記電池及び相互接続板組立体が、酸化剤側に流体的に結合された酸化剤供給 領域を画成することとを備える、燃料電池積重ね体。 16.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、前記燃料供給導体管が、 前記燃料出口を複数、備える、燃料電池積重ね体。 17.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、前記燃料出口が、中央部 分と外周との略中間に配置される、燃料電池積重ね体。 18.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、燃料側の中央領域に反応 生成物の入口を有する燃料電池の反応生成物の集め導体管を更に備える、燃料電 池積重ね体。 19.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、酸化剤側に排ガス入口を 有する排ガスの集め導体管を更に備える、燃料電池積重ね体。 20.請求項19に記載の燃料電池積重ね体において、排ガス入口が酸化剤側の 中央領域にある、燃料電池積重ね体。 21.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、酸化剤側が半径方向に方 向決めされた流れ偏向器を備える、燃料電池積重ね体。 22.請求項21に記載の燃料電池積重ね体において、燃料側が半径方向に方向 決めされた流れ偏向器と、回転方向に方向決めされた流れ偏向器とを備える、燃 料電池積重ね体。 23.請求項22に記載の燃料電池積重ね体において、前記流れ偏向器が柔軟な 電気的接触面を備える、燃料電池積重ね体。 24.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、前記酸化剤供給領域が、 前記電池と前記相互接続板組立体との間に周縁空隙領域を備える、燃料電池積重 ね体。 25.請求項15に記載の燃料電池積重ね体において、前記電池が、固体の酸化 物電池である、燃料電池積重ね体。 26.燃料電池積重ね体において、 各々の電池が陽極面及び陰極面を有する複数の電池と、 各々の相互接続板組立体が、外周、前記1つの電池の陰極側に隣接する酸化剤 側、前記別の電池の陽極側に隣接する燃料側を備える、複数の相互接続板組立体 と、 前記燃料側及び酸化剤側が中央領域を備えることと、 前記各相互接続板組立体の燃料側に燃料出口を有する燃料供給導体管と、 前記各相互接続板組立体の燃料側の中央領域に反応生成物の入口を有する反応 生成物集め導体管と、を備える、燃料電池積重ね体。 27.請求項26に記載の燃料電池積重ね体において、前記各相互接続板組立体 の前記酸化剤側の中央領域に入口を有する排ガスの集め導体管を更に備える、燃 料電池積重ね体。 28.請求項27に記載の燃料電池積重ね体において、前記相互接続板組立体の 前記燃料側が、半径方向に方向決めされた流れ偏向器と、回転方向に方向決めさ れた流れ偏向器とを備える、燃料電池積重ね体。 29.請求項28に記載の燃料電池積重ね体において、前記酸化剤側が半径方向 に方向決めされた流れ偏向器を備える、燃料電池積重ね体。 30.請求項29に記載の燃料電池積重ね体において、前記各相互接続板組立体 の前記中央領域と、前記外周との略中間に配置された燃料出口とを有する、複数 の前記燃料供給導体管を更に備える、燃料電池積重ね体。 31.シールレス燃料電池組立体において、 内部を画成する容器と、 容器の内部に流体的に結合された酸化剤ガス供給源と、 容器の内部に収容され、1つの内部を画成するガス透過性の多孔質ハウジング であって、前記酸化剤ガスが該ハウジングを通って前記内部に入る、多孔質ハウ ジングと、 多孔質ハウジングの内部に収容された燃料電池積重ね体とを備え、該燃料電池 積重ね体が、 各々の電池が陽極面及び陰極面を有する複数の電池と、 各々の相互接続板組立体が、外周、前記1つの電池の陰極面に隣接する酸化 剤側、前記別の電池の陽極面に隣接する燃料側を備える、複数の相互接続板組立 体と、 前記燃料側及び酸化剤側が燃料側及び酸化剤側の中央領域を備えることと、 前記相互接続板組立体の各々の燃料側に燃料出口を有する燃料供給導体管と 、 前記各相互接続板組立体の燃料側に反応生成物の入口を有する反応生成物の 集め導体管と、 前記相互接続板組立体の各々の酸化剤側に排ガス入口を有する排ガス回収導 体管とを備える、シールレス燃料電池組立体。 32.請求項31に記載の燃料電池積組立体において、前記ハウジング及び前記 燃料電池積重ね体が、その間に残留反応生成物の燃焼領域を画成する、燃料電池 組立体。 33.請求項31に記載の燃料電池組立体において、前記電池の各々が、外周を 備え、前記陰極面が該外周から隔てられた外縁部を有し、前記電池の各々が、燃 料が前記陰極面と反応するのを防止するのに役立ち得るように前記外縁部と前記 外周との間に配置されたリングを備える、燃料電池組立体。 34.請求項33に記載の燃料電池組立体において、前記リングが金属製リング である、燃料電池組立体。 35.請求項31に記載の燃料電池組立体において、 前記燃料供給導体管が、前記相互接続板組立体の各々の前記燃料側の中央領域 及び前記外周から隔てられた複数の燃料出口を備えることと、 前記反応生成物の入口が燃料側の中央領域にあることと、 前記排ガス入口が酸化剤側の中央領域にあることとを備える、燃料電池組立体 。 36.請求項31に記載の燃料電池組立体において、前記燃料側及び前記酸化剤 側が、半径方向流れ偏向器と、回転方向流れ偏向器とを備える、燃料電池組立体 。 37.シールレス燃料電池組立体において、 内部を画成するハウジングと、 容器の内部に流体的に結合された酸化剤ガス供給源と、 ハウジングの内部に収容された燃料電池積重ね体とを備え、該燃料電池積重ね 体が、 各々の電池が陽極面及び陰極面を有する複数の電池と、 各々の相互接続板組立体が、外周、前記1つの電池の陰極側に接触するが、 該陰極側に固着されない酸化剤側、前記別の電池の陽極側に接触するが、該陽極 側に固着されない燃料側を備える、複数の相互接続板組立体と、 前記燃料側及び酸化剤側の各々が燃料側及び酸化剤側の中央領域を備えるこ とと、 前記燃料電池積重ね体が積重ね体の軸線を画成し、該積重ね体の軸線が略水 平に配置され、前記相互接続板組立体の前記酸化剤側及び燃料側が略垂直に配置 されることと、 燃料電池積重ね体の温度が作動温度の約50℃以下の範囲内にあるとき、燃料 電池積重ね体を積重ね体の軸線に沿って圧縮する手段とを備える、シールレス燃 料電池組立体。 38.請求項37に記載のシールレス燃料電池組立体において、前記燃料側及び 前記酸化剤側が、隣接する電池の前記陽極面及び陰極面に接触する、陽極接触面 及び陰極接触面を有する弾性的な流れ偏向器を備える、シールレス燃料電池組立 体。 39.請求項38に記載のシールレス燃料電池組立体において、前記陽極接触面 及び陰極接触面が柔軟な電気的接触面を備える、シールレス燃料電池組立体。 40.請求項39に記載のシールレス燃料電池組立体において、前記陽極接触面 及び陰極接触面がそれぞれ銀及び金の面を備える、シールレス燃料電池組立体。 41.燃料電池組立体の作動方法において、 ハウジング内にて複数の相互接続板が交互に現れる複数の燃料電池を備え、該 相互接続板が燃料側及び酸化剤側を備える燃料電池積重ね体であって、外周を備 え、前記ハウジングが、前記積重ね体の前記外周を取り巻き、その間に1つの領 域を画成するガス透過性の多孔質壁を備える燃料電池積重ね体を提供するステッ プと、 前記積重ね体の温度を始動温度まで上昇させるステップと、 燃料を相互接続板の燃料側に供給するステップと、 酸素を含むガスを前記ガス透過性の多孔質壁を通じて前記領域まで流すステッ プと、 反応生成物を燃料側から除去するステップと、 排ガスを酸化剤側から除去するステップとを備える、方法。 42.請求項41に記載の方法において、前記燃料供給ステップが、相互接続板 の外周から及び燃料側の中央領域から隔てられた位置に対し燃料を導入すること により行われる、方法。 43.請求項42に記載の方法において、前記位置が、中央領域及び外周から略 等距離であるように選択される、方法。 44.請求項41に記載の方法において、燃料供給ステップが、燃料側の各々に 隣接する複数の位置に対し燃料を導入することにより行われ、前記位置の各々が 、中央領域及び外周から略等距離であるように選択される、方法。 45.請求項41に記載の方法において、前記ガスを流すステップが、前記ガス 透過性の多孔質壁を通じて流す行為により前記酸素を含むガスを第一の温度まで 加熱するステップを備える、方法。 46.請求項41に記載の方法において、燃料側から領域に入る任意の残留反応 生成物を該領域内にて燃焼させるステップを更に備える、方法。 47.請求項41に記載の方法において、反応生成物を除去するステップが、相 互接続板の燃料側の中央領域から反応生成物を除去することにより行われる、方 法。 48.請求項41に記載の方法において、排ガスの除去ステップが、相互接続板 の酸化剤側の中央領域から排ガスを除去することにより行われる、方法。 49.請求項41に記載の方法において、前記燃料側及び酸化剤側が略垂直に配 置され、前記積重ね体が略水平軸線を画成するように前記積重ね体を略水平に方 向決めするステップを更に備える、方法。 50.請求項49に記載の方法において、積重ね体が作動温度の約50℃以下と なる迄、積重ね体が軸方向に略自由に膨張するのを許容するステップを更に備え る、方法。 51.請求項50に記載の方法において、積重ね体が作動温度の約50℃以下の 範囲にあるとき、積重ね体を弾性的に軸方向に圧縮するステップを更に備える、 方法。[Claims]   1. In a fuel cell interconnect plate assembly,   A planar body having an outer periphery, a fuel side, and an oxidant side;   The fuel side comprises a central region and a flow deflector;   A fuel supply conduit having a fuel outlet on the fuel side remote from both the central region and the outer periphery With a body tube,   This allows the flow deflector to direct the flow of fuel from the fluid outlet to full radial A fuel cell interconnect plate assembly that allows flow in other directions.   2. 2. The fuel cell interconnect plate assembly according to claim 1, wherein said outer periphery is substantially circular. A fuel cell interconnect plate assembly.   3. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1 wherein said fuel supply conduit. A fuel cell interconnect plate assembly comprising a plurality of said fuel outlets.   4. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1, wherein the fuel outlet comprises: A fuel cell interconnect plate assembly disposed substantially midway between a central portion and an outer periphery.   5. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1, wherein the reactive region is located in the central region. A fuel cell phase further comprising a fuel cell reaction product collection conductor tube having a product inlet Interconnection plate assembly.   6. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1, wherein the oxidant side has exhaust gas. A fuel cell interconnect plate assembly further comprising an exhaust gas recovery conductor tube having an inlet.   7. 7. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 6, wherein the oxidant side is a central region. Fuel cell interconnect plate assembly having a zone.   8. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 7, wherein the exhaust gas inlet is oxidized. A fuel cell interconnect plate assembly in a central region on the agent side.   9. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1, wherein the oxidant side is radial. A fuel cell interconnect plate assembly comprising a directionally oriented flow deflector. 10. 2. The fuel cell interconnect plate assembly according to claim 1, wherein the flow deflector comprises a half deflector. Radially oriented flow deflectors and rotationally oriented flow deflectors A fuel cell interconnect plate assembly comprising: 11. 2. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 1, wherein the oxidant side has a flow bias. A fuel cell interconnect plate assembly comprising a director. 12. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 11, wherein the fuel side and oxidation A fuel cell interconnect plate assembly wherein the agent-side flow deflector comprises a flexible electrical contact surface. 13. 13. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 12, wherein the fuel side and the oxidation The flexible electrical contact surfaces of the deflector on the agent side are silver and gold, respectively. Fuel cell interconnect plate assembly. 14. 12. The fuel cell interconnect plate assembly of claim 11, wherein said planar body. Is a corrugated body forming the flow deflector on the oxidant side and the fuel side , Fuel cell interconnect plate assembly. 15. In a fuel cell stack,   A plurality of batteries, each battery having an anode surface and a cathode surface,   Each interconnect plate assembly has an outer periphery, an oxidizer adjacent the cathode side of one of the cells. Plural interconnect plate assemblies comprising a fuel side adjacent to the anode side of another said cell When,   The fuel side and the oxidant side having a central region on the fuel side and the oxidant side;   A fuel supply conduit having a fuel outlet on each fuel side of the interconnect plate assembly. The fuel supply is such that the fuel outlet is separated from both the central region and the outer periphery on the fuel side. A conductor tube,   An oxidant supply wherein the battery and interconnect plate assembly are fluidly coupled to an oxidant side; Defining a region. 16. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the fuel supply conductor tube comprises: A fuel cell stack comprising a plurality of the fuel outlets. 17. 16. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the fuel outlet is located at a central portion. A fuel cell stack disposed approximately halfway between the minute and the outer circumference. 18. 16. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the fuel cell stack reacts to a central region on the fuel side. The fuel cell further comprises a conductor tube for collecting reaction products of the fuel cell having a product inlet. Pond stack. 19. The fuel cell stack according to claim 15, wherein an exhaust gas inlet is provided on the oxidant side. A fuel cell stack further comprising an exhaust gas collecting conductor tube. 20. 20. The fuel cell stack according to claim 19, wherein the exhaust gas inlet is on the oxidant side. Fuel cell stack in the central area. 21. 16. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the oxidant side is radially oriented. A fuel cell stack with directed flow deflectors. 22. 22. The fuel cell stack according to claim 21, wherein the fuel side is radially oriented. A fuel deflector comprising a defined flow deflector and a rotationally-directed flow deflector. Battery stack. 23. 23. The fuel cell stack according to claim 22, wherein the flow deflector is flexible. A fuel cell stack having an electrical contact surface. 24. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the oxidant supply region is: A fuel cell stack comprising a peripheral void area between the cell and the interconnect plate assembly Nebody. 25. 16. The fuel cell stack according to claim 15, wherein the cell comprises a solid oxide. Fuel cell stack, which is a fuel cell. 26. In a fuel cell stack,   A plurality of batteries, each battery having an anode surface and a cathode surface,   Each interconnect plate assembly has an oxidizer adjacent to the outer periphery, the cathode side of the one cell A plurality of interconnect plate assemblies comprising a fuel side adjacent to an anode side of said another cell. When,   The fuel side and the oxidizer side having a central region;   A fuel supply conductor tube having a fuel outlet on the fuel side of each of the interconnect plate assemblies;   A reaction having a reaction product inlet in a fuel-side central region of each of the interconnect plate assemblies. A product collection conductor tube. 27. 27. The fuel cell stack of claim 26, wherein each of the interconnect plate assemblies. Further comprising an exhaust gas collecting conductor tube having an inlet in the central region on the oxidant side of the fuel. Battery stack. 28. 28. The fuel cell stack of claim 27, wherein the interconnect plate assembly is The fuel side has a radially oriented flow deflector and a rotationally oriented flow deflector. A fuel cell stack comprising: a flow deflector; 29. 29. The fuel cell stack of claim 28, wherein the oxidant side is radial. A fuel cell stack comprising a flow deflector oriented in a direction. 30. 30. The fuel cell stack of claim 29, wherein each of the interconnect plate assemblies. A central region, and a fuel outlet disposed approximately in the middle of the outer periphery, A fuel cell stack further comprising the fuel supply conductor tube of (1). 31. In a sealless fuel cell assembly,   A container defining the interior,   An oxidant gas supply fluidly coupled to the interior of the container;   Gas permeable porous housing contained within the container and defining one interior Wherein the oxidant gas enters the interior through the housing. Zing and   A fuel cell stack housed inside a porous housing; and The stack is     A plurality of batteries, each battery having an anode surface and a cathode surface,     Each interconnect plate assembly is oxidized adjacent to the outer periphery, the cathode surface of the one cell. A plurality of interconnect plate assemblies comprising a fuel side and a fuel side adjacent an anode surface of said another cell Body and     The fuel side and the oxidant side having a central region on the fuel side and the oxidant side;     A fuel supply conductor tube having a fuel outlet on each fuel side of the interconnect plate assembly; ,     A reaction product having a reaction product inlet on the fuel side of each of the interconnect plate assemblies. A collecting conductor tube,     An exhaust gas recovery conduit having an exhaust gas inlet on each oxidant side of the interconnect plate assembly A sealless fuel cell assembly comprising: a body tube; 32. 32. The fuel cell stack assembly of claim 31, wherein the housing and the A fuel cell, wherein the fuel cell stack defines a combustion zone for residual reaction products therebetween. Assembly. 33. 32. The fuel cell assembly according to claim 31, wherein each of the cells has an outer periphery. Wherein the cathode surface has an outer edge separated from the outer periphery, and each of the batteries The outer edge and the outer edge to help prevent material from reacting with the cathode surface. A fuel cell assembly comprising a ring disposed between the fuel cell and an outer periphery. 34. 34. The fuel cell assembly according to claim 33, wherein the ring is a metal ring. A fuel cell assembly. 35. The fuel cell assembly according to claim 31,   The fuel supply conductor tube has a central region on the fuel side of each of the interconnect plate assemblies. And having a plurality of fuel outlets separated from the outer periphery;   That the reaction product inlet is in a central region on the fuel side,   Wherein the exhaust gas inlet is in a central region on the oxidant side. . 36. 32. The fuel cell assembly according to claim 31, wherein the fuel side and the oxidant are provided. A fuel cell assembly, the side comprising a radial flow deflector and a rotational flow deflector . 37. In a sealless fuel cell assembly,   A housing defining the interior,   An oxidant gas supply fluidly coupled to the interior of the container;   A fuel cell stack housed inside the housing; and Body is,     A plurality of batteries, each battery having an anode surface and a cathode surface,     Each interconnect plate assembly contacts the outer periphery, the cathode side of the one cell, The oxidant side not fixed to the cathode side contacts the anode side of the another battery, A plurality of interconnect plate assemblies having a fuel side not secured to the side;     The fuel side and the oxidizer side each have a central area on the fuel side and the oxidizer side. And     The fuel cell stack defines an axis of the stack, and the axis of the stack is substantially Flat and the oxidizer side and the fuel side of the interconnect plate assembly are positioned substantially vertically Being done,     When the temperature of the fuel cell stack is within about 50 ° C of operating temperature, Means for compressing the battery stack along the axis of the stack. Fuel cell assembly. 38. 38. The sealless fuel cell assembly according to claim 37, wherein the fuel side and An anode contact surface, wherein the oxidant side contacts the anode and cathode surfaces of adjacent cells -Less fuel cell assembly with an elastic flow deflector and a resilient flow deflector having a cathode contact surface body. 39. 39. The sealless fuel cell assembly according to claim 38, wherein the anode contact surface And a sealless fuel cell assembly wherein the cathode contact surface comprises a flexible electrical contact surface. 40. 40. The sealless fuel cell assembly according to claim 39, wherein the anode contact surface And a sealless fuel cell assembly wherein the cathode contact surface comprises silver and gold surfaces, respectively. 41. In a method of operating a fuel cell assembly,   A plurality of fuel cells in which a plurality of interconnecting plates alternate in a housing; A fuel cell stack having an interconnect plate having a fuel side and an oxidant side, wherein the stack has an outer periphery. The housing surrounds the outer periphery of the stack, with one area therebetween. Providing a fuel cell stack with a gas permeable porous wall defining an area And   Raising the temperature of the stack to a starting temperature;   Supplying fuel to the fuel side of the interconnect plate;   Flowing oxygen-containing gas through the gas-permeable porous wall to the region; And   Removing reaction products from the fuel side;   Removing the exhaust gas from the oxidant side. 42. 42. The method according to claim 41, wherein the fueling step comprises interconnecting plates. The fuel into a location separated from the outer periphery of the car and from the central area on the fuel side Done by the method. 43. 43. The method of claim 42, wherein the location is substantially from a central region and an outer periphery. A method that is selected to be equidistant. 44. 42. The method according to claim 41, wherein the fueling step comprises: This is done by introducing fuel to a plurality of adjacent locations, each of said locations , Selected to be approximately equidistant from the central region and the outer periphery. 45. 42. The method of claim 41, wherein flowing the gas comprises flowing the gas. The oxygen-containing gas is allowed to flow to a first temperature by flowing through a permeable porous wall. A method comprising the step of heating. 46. 42. The method of claim 41, wherein any residual reactions entering the region from the fuel side. The method further comprising burning the product in the region. 47. 42. The method of claim 41, wherein removing the reaction products comprises: This is done by removing the reaction products from the central area on the fuel side of the interconnect plate. Law. 48. 42. The method according to claim 41, wherein the step of removing exhaust gas comprises the step of: The exhaust gas is removed from a central region on the oxidant side of the method. 49. 42. The method of claim 41, wherein the fuel side and the oxidant side are substantially vertically arranged. And the stack is oriented substantially horizontally so that the stack defines a substantially horizontal axis. The method further comprising the step of directing. 50. 50. The method of claim 49, wherein the stack has an operating temperature of about 50C or less. Further comprising the step of allowing the stack to expand substantially freely in the axial direction until How. 51. 52. The method of claim 50, wherein the stack has an operating temperature of less than about 50C. Further comprising the step of: elastically compressing the stack when in range. Method.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002519818A (en) * 1998-06-24 2002-07-02 インターナショナル フューエル セルズ コーポレイション Material and heat recovery equipment for fuel cell power installations.
JP2006179285A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179284A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179288A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179286A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179283A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179289A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2007507852A (en) * 2003-10-02 2007-03-29 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Integrated fuel cell stack and catalytic combustor device, assembly and method of use
US7687172B2 (en) 2004-12-22 2010-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5928805A (en) * 1997-11-20 1999-07-27 Siemens Westinghouse Power Corporation Cover and startup gas supply system for solid oxide fuel cell generator
US6296962B1 (en) 1999-02-23 2001-10-02 Alliedsignal Inc. Design for solid oxide fuel cell stacks
US6265095B1 (en) * 1999-03-01 2001-07-24 Sofco Interconnect for solid oxide fuel cells
US6440594B1 (en) * 1999-06-17 2002-08-27 California Institute Of Technology Aerosol feed direct methanol fuel cell
US6255010B1 (en) 1999-07-19 2001-07-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Single module pressurized fuel cell turbine generator system
US6280869B1 (en) * 1999-07-29 2001-08-28 Nexant, Inc. Fuel cell stack system and operating method
US6291089B1 (en) 1999-10-26 2001-09-18 Alliedsignal Inc. Radial planar fuel cell stack construction for solid electrolytes
US6610431B1 (en) * 2000-02-11 2003-08-26 Plug Power Inc. Method and apparatus for establishing a negative pressure inside an enclosure that houses a fuel cell system
US6803136B2 (en) * 2000-04-10 2004-10-12 Hybrid Power Generation Systems, Llc Stacking and manifolding of unitized solid oxide fuel cells
US6645485B2 (en) * 2000-05-10 2003-11-11 Allan R. Dunn Method of treating inflammation in the joints of a body
US6677069B1 (en) 2000-08-18 2004-01-13 Hybrid Power Generation Systems, Llc Sealless radial solid oxide fuel cell stack design
US7081312B1 (en) 2000-09-26 2006-07-25 General Motors Corporation Multiple stage combustion process to maintain a controllable reformation temperature profile
US6916569B2 (en) * 2000-11-23 2005-07-12 Sulzer Hexis Ag Fuel cell comprising a solid electrolyte layer
DE10059568A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-20 Siemens Ag fuel cell module
US20020127460A1 (en) * 2001-03-08 2002-09-12 The Regents Of The University Of California Protective coatings for fuel cell interconnect
MXPA04000369A (en) * 2001-07-13 2005-03-07 Ceramic Fuel Cells Ltd A fuel cell gas separator plate.
US20030064269A1 (en) 2001-10-02 2003-04-03 Kelly Sean M. Fuel cell stack having a featured interconnect element
GB2390739B (en) * 2002-07-10 2005-07-20 Thomas Gordon Lindsay A novel planar seal-less fuel cell stack
US7597987B2 (en) * 2002-08-20 2009-10-06 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Metal component for fuel cell and method of manufacturing the same, austenitic stainless steel for polymer electrolyte fuel cell and metal component for fuel cell material and method of manufacturing the same, corrosion-resistant conductive component and method of manufacturing the same, and fuel cell
JP4135455B2 (en) * 2002-10-04 2008-08-20 日産自動車株式会社 Mobile fuel cell system
US7329471B2 (en) * 2002-12-10 2008-02-12 General Electric Company Methods and apparatus for assembling solid oxide fuel cells
US7090943B2 (en) * 2003-01-23 2006-08-15 Plug Power Inc. Regulating the communication of power to components of a fuel cell system
US20040150366A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Ferrall Joseph F Turbocharged Fuel Cell Systems For Producing Electric Power
US7405018B2 (en) * 2003-02-14 2008-07-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell with catalytic combustor seal
US7147948B2 (en) * 2003-04-30 2006-12-12 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Method and apparatus for enhancing catalytic activity
JP4682511B2 (en) * 2003-12-02 2011-05-11 日産自動車株式会社 Solid oxide fuel cell
US9029028B2 (en) 2003-12-29 2015-05-12 Honeywell International Inc. Hydrogen and electrical power generator
US8153285B2 (en) * 2003-12-29 2012-04-10 Honeywell International Inc. Micro fuel cell
US7879472B2 (en) * 2003-12-29 2011-02-01 Honeywell International Inc. Micro fuel cell
US7572531B2 (en) * 2004-05-18 2009-08-11 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel reformer system with improved water transfer
US20070231666A1 (en) * 2004-09-28 2007-10-04 Conghua Wang Fuel cell interconnect
JP4654021B2 (en) 2004-12-22 2011-03-16 本田技研工業株式会社 Multi-tube heat exchange device and method for manufacturing the same
JP4855686B2 (en) * 2005-01-13 2012-01-18 本田技研工業株式会社 Fuel cell
US7518380B2 (en) * 2005-05-17 2009-04-14 Honeywell International Inc. Chemical impedance detectors for fluid analyzers
US7578167B2 (en) * 2005-05-17 2009-08-25 Honeywell International Inc. Three-wafer channel structure for a fluid analyzer
US7632322B2 (en) 2005-06-07 2009-12-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US7455829B2 (en) * 2005-07-12 2008-11-25 Honeywell International Inc. Low temperature hydrogen generator
US7637967B2 (en) * 2005-12-08 2009-12-29 Siemens Energy, Inc. Stepped gradient fuel electrode and method for making the same
US7976971B2 (en) * 2006-05-11 2011-07-12 Honeywell International Inc. Power generator with a pneumatic slide valve
US7629067B2 (en) 2006-05-22 2009-12-08 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing systems and fuel cell systems with a liquid leak detection system
US7713653B2 (en) * 2006-10-06 2010-05-11 Honeywell International Inc. Power generation capacity indicator
US8822097B2 (en) 2006-11-30 2014-09-02 Honeywell International Inc. Slide valve for fuel cell power generator
US20090214905A1 (en) * 2007-01-08 2009-08-27 California Institute Of Technology Direct methanol fuel cell operable with neat methanol
US8962211B2 (en) 2008-12-15 2015-02-24 Honeywell International Inc. Rechargeable fuel cell
US8932780B2 (en) 2008-12-15 2015-01-13 Honeywell International Inc. Fuel cell
US9276285B2 (en) 2008-12-15 2016-03-01 Honeywell International Inc. Shaped fuel source and fuel cell
US20110000864A1 (en) 2009-07-06 2011-01-06 Moore Lela K Cookware Holder and Method
US8246796B2 (en) * 2010-02-12 2012-08-21 Honeywell International Inc. Fuel cell recharger
GB2499412A (en) 2012-02-15 2013-08-21 Intelligent Energy Ltd A fuel cell assembly
GB201503750D0 (en) 2012-08-14 2015-04-22 Powerdisc Dev Corp Ltd Fuel cells components, stacks and modular fuel cell systems
CN107579263B (en) 2012-08-14 2020-12-01 环能源公司 Fuel cell flow channel and flow field
US9644277B2 (en) 2012-08-14 2017-05-09 Loop Energy Inc. Reactant flow channels for electrolyzer applications
TWI513090B (en) * 2014-10-17 2015-12-11 Iner Aec Executive Yuan Flat type solid oxide fuel cell stack unit and flat type solid oxide fuel cell stack module
WO2017161449A1 (en) 2016-03-22 2017-09-28 Loop Energy Inc. Fuel cell flow field design for thermal management
FR3116389B1 (en) * 2020-11-16 2022-10-07 Commissariat Energie Atomique CLAMPING DEVICE FOR AN ELECTROCHEMICAL STACK, AND ASSEMBLY FORMED BY THE CLAMPING DEVICE AND THE ELECTROCHEMICAL STACK
FR3116388B1 (en) * 2020-11-16 2023-04-28 Commissariat Energie Atomique SPRING ELEMENT, CLAMPING DEVICE FOR AN ELECTROCHEMICAL STACK, AND ASSEMBLY FORMED BY THE CLAMPING DEVICE AND THE ELECTROCHEMICAL STACK
FR3116387B1 (en) * 2020-11-16 2023-05-12 Commissariat Energie Atomique CLAMPING DEVICE FOR AN ELECTROCHEMICAL STACK, AND ASSEMBLY FORMED BY THE CLAMPING DEVICE AND THE ELECTROCHEMICAL STACK

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1037666A (en) * 1962-03-30 1966-08-03 Gen Electric Fuel cell
US3467553A (en) * 1966-06-29 1969-09-16 Leesona Corp Fuel cell construction with involute reactant flow directing means
US3622394A (en) * 1966-11-23 1971-11-23 Texas Instruments Inc An electrolyte-matrix material for use in molten carbonate fuel cells
DE2008489A1 (en) * 1970-02-24 1971-09-09 Bbc Brown Boveri & Cie Fuel cell system for the conversion of hydrocarbons
JPS52122844A (en) * 1976-04-09 1977-10-15 Hitachi Ltd Stacked structure battery
US4160067A (en) * 1978-03-13 1979-07-03 Institute Of Gas Technology Molten carbonate fuel cell corrosion inhibition
US4430390A (en) * 1982-09-23 1984-02-07 Engelhard Corporation Compact fuel cell stack
EP0124262B1 (en) * 1983-03-31 1987-11-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Molten carbonate fuel cell
US4643955A (en) * 1983-04-15 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Molten carbonate fuel cell reduction of nickel deposits
JPS6124170A (en) * 1984-07-13 1986-02-01 Mitsubishi Electric Corp Fused carbonate type fuel cell
JPH0622148B2 (en) * 1984-07-31 1994-03-23 株式会社日立製作所 Molten carbonate fuel cell power plant
US4591538A (en) * 1984-12-03 1986-05-27 United Technologies Corporation Binary electrolyte for molten carbonate fuel cells
US4596751A (en) * 1984-12-10 1986-06-24 United Technologies Corporation Molten carbonate fuel cell with improved electrolyte storage
US4818639A (en) * 1985-04-08 1989-04-04 Gas Research Institute Molten carbonate electrolyte creepage barrier
US4992342A (en) * 1985-04-19 1991-02-12 Energy Research Corporation Stabilized carbonate fuel cell cathode
JPS6298567A (en) * 1985-10-25 1987-05-08 Hitachi Ltd Fuel cell
US4643954A (en) * 1985-12-23 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Device for equalizing molten electrolyte content in a fuel cell stack
JP2511866B2 (en) * 1986-02-07 1996-07-03 株式会社日立製作所 Fuel cell power generation system and method of starting the same
US4659637A (en) * 1986-04-17 1987-04-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electrochemical cell with high conductivity glass electrolyte
DE3615238A1 (en) * 1986-05-06 1987-11-12 Bbc Brown Boveri & Cie ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL
JPH0789494B2 (en) * 1986-05-23 1995-09-27 株式会社日立製作所 Combined power plant
US4772634A (en) * 1986-07-31 1988-09-20 Energy Research Corporation Apparatus and method for methanol production using a fuel cell to regulate the gas composition entering the methanol synthesizer
US5071718A (en) * 1987-03-26 1991-12-10 Institute Of Gas Technology Use of sulfur containing fuel in molten carbonate fuel cells
US5472805A (en) * 1987-12-07 1995-12-05 Space Systems/Loral, Inc. Carbon/carbon materials useful as NA/S battery container/current collector
US5071717A (en) * 1988-09-08 1991-12-10 International Fuel Cells Corporation Coated cathode substrate
JPH02172159A (en) * 1988-12-24 1990-07-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Molten carbonate fuel cell power generating method and system
JPH02183967A (en) * 1989-01-09 1990-07-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Power generating system for fused carbonate type fuel cell
JPH02284362A (en) * 1989-04-25 1990-11-21 Fuji Electric Co Ltd Solid electrolyte type fuel cell
DK162245C (en) * 1989-06-19 1992-02-17 Haldor Topsoe As FUEL CELL SYSTEM
US4910100A (en) * 1989-07-21 1990-03-20 Fuji Electric Co., Ltd. Solid electrolyte fuel cell
JP2790666B2 (en) * 1989-07-28 1998-08-27 日本碍子株式会社 Fuel cell generator
US4902586A (en) * 1989-08-28 1990-02-20 International Fuel Cells Corporation Once through molten carbonate fuel cell system
DE69015939T2 (en) * 1989-09-18 1995-07-06 Ngk Insulators Ltd Fuel cell generator.
US5232793A (en) * 1989-09-19 1993-08-03 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Method of and apparatus for utilizing and recovering co2 in combustion exhaust gas
JP2899709B2 (en) * 1989-11-25 1999-06-02 石川島播磨重工業株式会社 Molten carbonate fuel cell power generator
US5084363A (en) * 1990-01-10 1992-01-28 International Fuel Cells Corp. Molten carbonate fuel cell power plant
JPH03210774A (en) * 1990-01-11 1991-09-13 Kansai Electric Power Co Inc:The Internally improved quality system molten carbonate type fuel cell
JPH03216964A (en) * 1990-01-22 1991-09-24 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Power generating method for molten carbonate fuel cell
GB9005483D0 (en) * 1990-03-12 1990-05-09 Aabh Patent Holdings Electrochemical cell
EP0450336B1 (en) * 1990-03-13 1994-08-17 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Power generation system with flat fuel cells of solid electrolyte
JP3038393B2 (en) * 1990-05-30 2000-05-08 石川島播磨重工業株式会社 Molten carbonate fuel cell power generator with CO 2 separation device using LNG cold energy
US5162167A (en) * 1990-09-11 1992-11-10 Allied-Signal Inc. Apparatus and method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell
DE69123042T2 (en) * 1991-01-21 1997-06-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind System for generating energy using fuel cells with molten carbonates
US5208113A (en) * 1991-07-10 1993-05-04 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Power generation method using molten carbonate fuel cells
US5213912A (en) * 1991-12-30 1993-05-25 International Fuel Cells Corporation Molten carbonate fuel cell sulfur scrubber
US5264300A (en) * 1992-01-09 1993-11-23 Gebrueder Sulzer Aktiengesellschaft Centrally symmetrical fuel cell battery
US5348814A (en) * 1992-03-11 1994-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Internal reforming type molten carbonate fuel cell
EP0580918B1 (en) * 1992-07-27 1995-12-13 Sulzer Innotec Ag Device comprising high-temperature fuel cells
US5298340A (en) * 1992-08-05 1994-03-29 Cocks Franklin H Carbon-ion on fuel cell for the flameless combustion of coal
ES2101920T3 (en) * 1992-11-05 1997-07-16 Siemens Ag PROCEDURE AND DEVICE FOR THE EVACUATION OF WATER AND / OR INERT GASES FROM A BATTERY OF FUEL CELLS.
JP3512411B2 (en) * 1992-11-25 2004-03-29 エス. スー,マイケル Integration of regenerative and radiative heat in high-temperature electrochemical converters
JPH06188023A (en) * 1992-12-22 1994-07-08 Fuji Electric Co Ltd Flat plate-shaped solid electrolyte type fuel cell
JPH06290798A (en) * 1993-02-08 1994-10-18 Fuji Electric Co Ltd Solid-state electrolytic type fuel cell
JPH06260189A (en) * 1993-03-01 1994-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell
US5338622A (en) * 1993-04-12 1994-08-16 Ztek Corporation Thermal control apparatus
DE59307434D1 (en) * 1993-07-20 1997-10-30 Sulzer Hexis Ag Centrally symmetrical fuel cell battery
JPH0737595A (en) * 1993-07-21 1995-02-07 Fuji Electric Co Ltd Solid electrolyte type fuel cell
US5445903A (en) * 1993-09-09 1995-08-29 Technology Management, Inc. Electrochemical apparatus
US5348812A (en) * 1993-09-30 1994-09-20 Cocks Franklin H Carbon-ion fuel cell for the flameless oxidation of coal
US5460897A (en) * 1994-03-18 1995-10-24 Allied Signal Inc. Solid oxide fuel cell stacking assembly
ES2143047T3 (en) * 1994-03-21 2000-05-01 Ztek Corp ELECTROCHEMICAL CONVERTER UNDERSTANDING OPTIMAL PRESSURE DISTRIBUTION.
US5468573A (en) * 1994-06-23 1995-11-21 International Fuel Cells Corporation Electrolyte paste for molten carbonate fuel cells
JP3546495B2 (en) * 1994-11-25 2004-07-28 石川島播磨重工業株式会社 Cylindrical fuel cell
ATE179282T1 (en) * 1995-06-13 1999-05-15 Sulzer Hexis Ag HIGH TEMPERATURE FUEL CELL
US5595834A (en) * 1995-09-01 1997-01-21 The Regents Of The University Of Calif. Annular feed air breathing fuel cell stack
US6037075A (en) * 1996-11-26 2000-03-14 United Technologies Corporation Electrically non-conductive plate structures and high pressure electrochemical cell devices employing same
US5942350A (en) * 1997-03-10 1999-08-24 United Technologies Corporation Graded metal hardware component for an electrochemical cell
JPH1116581A (en) * 1997-06-20 1999-01-22 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd Solid oxide type fuel cell

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002519818A (en) * 1998-06-24 2002-07-02 インターナショナル フューエル セルズ コーポレイション Material and heat recovery equipment for fuel cell power installations.
JP2007507852A (en) * 2003-10-02 2007-03-29 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Integrated fuel cell stack and catalytic combustor device, assembly and method of use
US7687172B2 (en) 2004-12-22 2010-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
JP4598508B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-15 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
JP2006179286A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179283A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179289A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179284A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179285A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006179288A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP4598509B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-15 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
JP4598510B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-15 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
JP4603870B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-22 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
US7875401B2 (en) 2004-12-22 2011-01-25 Honda Motor, Ltd. Fuel cell system
JP4641182B2 (en) * 2004-12-22 2011-03-02 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
US8273492B2 (en) 2004-12-22 2012-09-25 Honda Motor Co., Ltd. Load applying mechanism in a fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
US5851689A (en) 1998-12-22
EP1010207A4 (en) 2004-06-23
EP1010207A1 (en) 2000-06-21
US6274258B1 (en) 2001-08-14
JP4285779B2 (en) 2009-06-24
AU6316998A (en) 1998-08-18
WO1998033226A1 (en) 1998-07-30

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